Умножитель частоты следования импульсов

 

В.В. Граница, Э.А. Гуляев, А.Г. Долженко и M.Ñ. Хотенок (72) Авторы изобретения (54) УИНОЖИТЕЛЬ ЧАСтОтЫ СЛЕДОВДНИЛ

ИИПУЛЬСОВ!

20

Изобретение относится к электронике и вычислительной технике и может быть использовано в схемах высокоточных синтезаторов частот, в вычислительных устройствах, в схемах автоS ма ти че ско го упра влени я, Известен умножитель частоты, содержащий генератор эталонных импульсов, три ключа, делитель частоты, счетчик импульсов, элемент совпадения, линии задержки, формирователь импульсов и триггер P1) .

Недостаток известного устройстванедостаточно высокая точность умножения.

Наиболее близким к предлагаемому является умножитель частоты следова" ния импульсов, содержащий управляемый генератор, делитель частоты, триггер, генератор тактовых импульсов, четыре элемента синхронизации, . два счетчика импульсов, блок защиты и балансный демодулятор, при этом вы ход генератора тактовых импульсов подключен непосредственно к первым входам счетчиков импульсов и через два элемента синхронизации - к вторым входам этих же счетчиков импульсов, выходы которых через два других элемента синхронизации соединены с входами блока защиты, выход которого через последовательно соединенные триггер и балансный демодулятор подключен к входу управляемого генератора (2).

Недостаток известного устройстванедостаточно высокая точность умножения.

Цель изобретения - повышение точности умножения.

Поставленная цель достигается тем, что в умножитель частоты следования импульсов, содержащий управляемый генератор импульсов, делитель частоты, синхронизатор и триггер, введены .три кипп-реле, интегратор, элемент

3 95741 задержки и элемент совпадения, каждый из входов которого через одно из кипп-реле соединен соответственно с первым и вторым выходами триггера и выходом элемента задержки, вход которого соединен с входной шиной и первым входом синхронизатора, второй вход которого соединен с выходом управляемого генератора импульсов, вход,. которого подключен к выходу интегра- 1в тора, а выход " с входом делителя частоты, выход которого соединен с входом триггера, при этом выходы элемента совпадения соединены с соответствующими входами интегратора.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2временные диаграммы, поясняющие его

:работу.

Устройство содержит управляемый щ генератор 1 импульсов, синхрониза-. тор 2 элемент 3 задержки первого импульса, делитель 4 частоты,триггер 5, кипп-реле 6-8, элемент 9 совпадения, интегратор 10. 25 функционально умножитель частоты проще всего представить в виде трех узлов : управляемого генератора 1, интегратора 10 и блока коррекции частоты управляемого генератора, в 5в который входят синхронизатор 2, делитель 4, триггер 5, три кипп-реле

6-8, элемент 9 совпадения и элемент

3 задержки первого импульса.

Управляемый генератор 1 представляет собой преобразователь аналоговой величины - входного напряжения в дискретную (последовательность импульсов определенной частоты). Эта частота определяется величиной емкости и сопротивления времязадающей

RC-цепочки внутри управляемого генератора 1 и может ступенчато изменяться в зависимости от величины С или R, то есть при этом изменяется рабочий диапазон выходных частот уп4$ равляемого генератора 1. Регулированием же входного напряжения можно изменять выходную частоту плавно внутри выбранного диапазона.

5О

Перед началом работы блок коррекции частоты управляемого генератора 1 приводится в исходное состояние сбросовой цепью. Если импульсы умножае- . мой частоты 1И„ отсутствуют,.то син- 5$ хронизатор 2 не пропускает с выхода управляемого генератора 1 импульсы частоты felix на .вход делителя 4 (рав2 4 но как и на выход умножителя частоты) и блок коррекции частоты не работает. В момент прихода первого импульса умножаемой частоты fBx на второй вход синхронизатора 2 сйимается запрет на прохождение импульсов с . частотой fe>,< через синхронизатор 2, и они поступают на вход делителя 4.

Коэффициент деления делителя 4 (Кд) устанавливается равным половине требуемого коэффициента умножения (К ), т.е. К, Кч

С выхода делителя 4 импульсы с частотой — = - — поступают на теых 2 твоих

КД КЧ счетный вход триггера 5 (фиг. 2а).

С первого выхода триггера 5 через первое кипп-реле 6 и со второго выхода триггера 5 через второе кипп-реле

7 на первый и второй входы элемента

9 импульсы поступают уже с частотой

f, причем эти две сетки имвых к пуль сов сдвинуты друг относи тель но друга ровно на полпериода (фи г. 2б, в); длительность самих импульсов - менее

1 кс, что обе спе чи ва ет ся с помощью кипп-реле на быстродействующих микросхемах.

Первый импульс умножаемой частоты

Ув„, придя на вход элемента 3, снимает запрет на прохождение через нее последующих импульсов, а сам пройти не успевает. Поэтому с выхода элемента 3 на вход кипп-реле 8 поступают импульсы умножаемой частоты fex начиная со второго, т.е. передний фронт каждого из этих импульсов определяет окончание предыдущего периода следования импульсов Т В„ = 1/f> Например, появление второго импульса умножаемой частоты, прошедшего через третье кипп-реле 8, на третьем входе элемента 9 (фиг. 2г) обозначает мо-: мент окончания первого периода следования импульсов умножаемой частоты Тех (1).

Элемент 9 определяет величину фазового сдвига между импульсом, пришедшим на ее первый вход (с периодом

1 к, следования Т = ) и импульсом, твых пришедшим на третий вход (с периодом .1 следования Т = — ), а импульс И

1 пришедший на второй вход на полпериода раньше импульса на первом входе, служит для определения знака фазового сдвига.

957412 6 зволяет получить статическую точность умножения выше 0,0013.

Формула изобретения

При несовпадении по времени импульсов на первом и третьем входах (Т ф Тв„),на одном из выходов элемента 9 в зависимости от знака фазового сдвига появляется строб напряжения, длительность которого равна величине фазового сдвига (фиг. 2д,е)..

Это напряжение подается на соответствукиций вход высокочувствительного операционного интегратора 1О,. что tO приводит к уменьшению или увеличению напряжения на выходе последнего, а следовательно, и на входе генератора 1. А так как изменение напряжения на входе генератора 1 приводит ts к изменению частоты следования импульсов на его выходе, то в каждый период происходит коррекция частоты на выходе устройства.

Частота входных импульсов обычно уз лежит в диапазоне О, 1-10/0 Гц, а максимальная частота выходных импульсов (полоса захвата) определяется свойствами управляемого генератора 1.. Благодаря применению для его 2з построения операционных усилителей и ключей с ИОП-структурой, частота

t следования выходных импульсов достигает 100 кГц и более. Коэффициент. умножения при умножении низких и ин- Зр франизких частот может быть порядка

10 и более. !

Предлагаемое устройство умножителя частоты следования импульсов rioУмножитель частоты следования импульсов„ содержащий управляемый генератор импульсов, синхронизатор, делитель частоты и триггер, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности умножения, в него введены три .кипп-реле, интегратор, элемент задержки и элемент совпадения, каждый из входов которого через. одно из кипп-реле соединен соответственно с первым и вторым выходами триггера и выходом элемента .задержки, вход которого соединен с входной шиной и первым входом син:хронизатора, второй вход которого соединен с выходом управляемого ге-. нератора импульсов, вход которого подключен к выходу интегратора, а. выход - с входом делителя частоты, выход которого соединен с входом триГгера, при этом выходы элемента сов-: падения соединены с соответствующими входами интегратора.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 443452, кл. H 03 8 19/10, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

N È6940, m. H 03 8, 19110э 1973

957412

Заказ 6622/48

Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель О. Кружилина

Редактор А . Фролова Техред М.Гергель Корректор В. Бутяга